今使える、IoT向け無線ネットワークとAWSアーキテクチャー

2023年4月26日開催『JAWS-UG IoT専門支部「Amazon絡みの無線通信を学ぼう」』で、ソラコム松下(max)が発表した資料です。

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1. 今使える、IoT向け無線ネットワークと
   AWSアーキテクチャー
   Apr. 26, 2023
   JAWS-UG IoT 専門支部
   JAWS-UG IoT 専門支部
   松下 享平 (Max) ソラコム
   

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2. 自己紹介
   株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト
   松下 享平 (まつした こうへい) “Max”
   静岡県民 🗻 新幹線通勤族 🚅
   講演や執筆を中心に活動、登壇回数500以上/累計
   好きな言葉「論よりコード」
   好きなAWSサービス: AWS IoT Core
   AWS ヒーロー (2020年～)
   

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3. IoT で利用できる通信技術
   Wi-Fi
   PAN
   BLE, ZigBee, Wi-SUN
   LPWA
   LoRaWAN, Sigfox
   LTE-M, NB-IoT
   通信距離
   10m 30m 1km 10km
   消費電流
   100mA
   20mA
   通信速度
   100bps
   1kbps
   1Mbps
   10Mbps
   450Mbps
   NFC
   RFID
   5G
   セルラー
   3G, LTE(4G)
   近距離
   《 中継パターン 》
   長距離
   《 直接パターン 》
   

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4. IoT ネットワークとは？
   IoT デバイス (= 現場) とクラウドをつなげ、通信経路確保する。
   検討点:
   ➢ アクセスポイント／基地局までの通信特性、構成パターン
   ➢ 敷設と維持費用
   CPU や
   マイコン
   通信
   モジュール
   クラウド
   IoT デバイス
   ISPや
   バックエンド
   システム
   基地局や
   接続点
   中継器
   ゲートウェイ
   中継パターン
   IoT ネットワーク
   直接パターン
   例) Wi-Fi 例) FTTx
   例) LTE
   フィールド
   ネットワーク
   アクセス
   ネットワーク
   アクセスネットワーク
   

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5. IoT 向け無線ネットワークと、必要なもの
   中継パターン
   Wi-Fi
   Wi-Fi 5, 6 / Wi-Fi HaLow
   直接パターン
   セルラー
   LTE / LTE-M / 5G
   中継パターン
   LoRaWAN
   直接パターン
   Sigfox
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   アクセスポイント
   アクセスポイント
   (ゲートウェイ)
   アクセス
   ネットワーク
   アクセス
   ネットワーク
   IP 化 バックエンド
   (ネットワークサーバー)
   IP 化 バックエンド
   (Sigfox Backend)
   回線契約
   (SIM)
   回線契約
   

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6. AWS 接続に必要な「認証情報とライブラリ」
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   MCU と
   通信モジュール
   アクセスポイント
   アクセスポイント
   (ゲートウェイ)
   アクセス
   ネットワーク
   アクセス
   ネットワーク
   IP 化 バックエンド
   (ネットワークサーバー)
   IP 化 バックエンド
   (Sigfox Backend)
   回線契約
   (SIM)
   回線契約
   認証情報と
   ライブラリ
   認証情報と
   ライブラリ
   認証情報と
   ライブラリ
   認証情報と
   ライブラリ
   ネットワークサーバー
   接続情報
   中継パターン
   Wi-Fi
   Wi-Fi 5, 6 / Wi-Fi HaLow
   直接パターン
   セルラー
   LTE / LTE-M / 5G
   中継パターン
   LoRaWAN
   直接パターン
   Sigfox
   

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7. 中継パターン・直接パターン
   中継パターン
   近距離通信をクラウドとつなげるパターン
   (例: BLE → クラウド)
   ➢ アクセスポイントとアクセスネットワークが不可欠
   (= 敷設や維持運用、別の回線契約が発生)
   直接パターン
   現場側の構成要素を減らせるパターン
   ➢ 回線契約が不可欠
   共通：認証情報とライブラリ(SDK)
   ➢ 「IP化」する場所にインストール
   

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8. AWS IoT Core for LoRaWAN とは？
   フルマネージドの LoRaWAN ネットワークサーバー(LNS)
   ➢ LNS の構築・運用と、AWS IoT Core との連携確立の手間を削減
   中継パターン
   LoRaWAN MCU と
   通信モジュール
   アクセスポイント
   (ゲートウェイ)
   アクセス
   ネットワーク
   ネットワークサーバー
   接続情報
   AWS IoT Core for LoRaWAN
   AWS IoT Core と統合済み
   

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9. プロトコルと構築可能なアーキテクチャで
   見るサービスの違い
   AWS SDK
   • 使用プロトコルは HTTPS
   • AWS サービスに対し、直接アクセスしてデータ保存や呼び出しをする
   ※ AWS IoT Device SDK は AWS IoT Core との通信実装を支援
   Amazon API Gateway
   • 受け入れ可能なプロトコルは HTTPS、WSS
   • リクエストの流し先は単一サービス
   • 振り分け等は Lambda 関数や後続サービスで実装する、直列型アーキテクチャー
   AWS IoT Core
   • 受け入れ可能なプロトコルは HTTPS、WSS、MQTTS
   • リクエストの流し先は複数サービス
   • 条件に応じてメッセージをルーティングできる、並列型アーキテクチャー (Fanout)
   

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10. Amazon S3
    マイコン等
    AWS IoT Core による Fanout パターンは
    スモールスタートしやすい
    AWS IoT Core Amazon Kinesis
    Data Firehose
    Amazon DynamoDB
    Aに影響なく
    BやCを追加・削除
    他のサービス
    IoT ビジネスの要求と共に
    拡張ができる
    AWS Cloud
    ルール
    A
    ルール
    B
    ルール
    C
    

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11. View Slide

12. #AWSIoTExpressLink
    #ESP32
    #技適特例申請
    https://github.com/aws-events/aws-dev-day-tokyo-2023-cfp/issues/75
    👍
    

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13. IoTの「つなぐ」を簡単に
    You Create. We Connect.
    

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